安卓GPS坐标散乱问题

Question

我有以下代码，看起来运行良好：

    // GPS Reader
    // Criteria
    Criteria criteria = new Criteria();
    //criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_COARSE); // Used when we can't get a GPS Fix
    criteria.setAccuracy(Criteria.ACCURACY_FINE); // Used when we can get a GPS Fix

    criteria.setAltitudeRequired(false);
    criteria.setBearingRequired(false);
    criteria.setCostAllowed(true);
    criteria.setPowerRequirement(Criteria.POWER_LOW);

    LocationListener locationListener = new MyLocationListener();
    LocationManager lm = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE);
    lm.requestLocationUpdates(lm.getBestProvider(criteria, true), 0, 0,
            locationListener);

然而，当我在Google地图上绘制我收集的数据时，GPS坐标有时非常分散，在我行走的某些路径上一切正常，突然间跳到一英里外的某个点，然后再跳回来。有没有什么方法可以解决这个问题？可能需要进行某种精度检查吗？ 更新： Basically my problem looks like this as an example - GPS Jitter

更新2:

我本来不想设立赏金，但我认为最好完全理解这里发生了什么，并看看我的方法是否过度。尽管我有3米的精度，但我的坐标仍然存在抖动问题。现在这可能是由于可用卫星等原因。我不知道，但基本上我试图了解所有这些其他应用程序，特别是运动应用程序，如何在相同情况下获得如此平滑的读数。

我在Quora上找到了这个Does any running app have a feature of filtering GPS data to get more accurate tracking?。不幸的是，它没有对我的问题提供太多见解，除非你想使用卡尔曼滤波器，但肯定有更简单的方法，因为我怀疑大多数应用程序都没有实现这一点。

无论如何，如果有开发人员愿意分享他们正在使用的一些伪代码，那将非常感激。我的意思是，如果我被困在卡尔曼滤波器中，我就会这样做，但我肯定有更容易实现的算法，并希望学习这些算法以及如何实现它们，这些算法是比较合适的。

背景：这是一个移动式的行人应用程序。

相关的SO问题，我试图从中获取信息 如何从一系列GPS坐标创建平滑曲线 平滑gps数据：这是一个很好的开始，但我不确定我需要实现什么伪代码才能使最小二乘法适当地工作，以便我将拥有一个样条GPS数据，然后可以在类似谷歌地图的东西上查看以确认我正确地完成了它。我认为问题在于，如果我处理的是一般的X和Y数据而不是GEO坐标，我可以编写一些Matlab代码进行测试并继续进行。

更新3

收到的混乱GPS数据的图像 https://www.dropbox.com/s/ilsf8snao2no65e/gpsdata2.png

Code https://gist.github.com/4505688

- eWizardII

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你的功率需求和准确性似乎是相互矛盾的。唯一能够提供 ACCURACY_FINE 精度结果的服务提供者是 LocationManager.GPS_PROVIDER。为什么不直接使用它，而要创建像这样的标准：locationManager.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 0, 0, MyLocationListener)？ - Nitin Sethi

另外，它可能会散布在空旷的天空下/其他原因导致延迟的修复接收。 - Nitin Sethi

好的，我会回到那个设置上 - 因为最初我就是那样设置的，但认为使用标准会更好，明天再试一次。关于开阔天空的问题 - 在运行测试时我处在一个开阔天空的区域，但是当我运行像mapmywalk这样的程序时，却没有出现散射。 - eWizardII

好的，我已经实现了这个功能，然后记录了每个数据点的准确性。所有的结果都小于10米，但我仍然面临着之前的问题——尽管运动步数应用程序也使用GPS，但它们并没有出现这个问题。 - eWizardII

你的位置跳动了多少米？（散布） - AlexWien

大约是5-10米左右。奇怪的是，如果我使用像“位置测试”这样的简单应用程序，我可以清楚地看到它在Google地图上正确更新我的位置，只是不知道为什么在我的特定应用程序中会出现问题。我目前正在使用的代码在这里https://gist.github.com/4505688，当前设置为1000的mintime和0的mindistance。 - eWizardII

Answer 1

GPS数据本身容易出错。即使您已经正确设置了所有LocationManager（看起来是这样），您也会看到位置时不时会有抖动。

准确度

需要注意的一点是，GPS精度仅为您提供了根据接收到的GPS信号进行计算的估计值。系统误差可能会给您一个很好的精度数字（＜10m），但仍然代表较大的位置误差。这就是为什么即使您的准确性非常好，您仍会看到抖动的原因。准确度测量对于消除非常大的误差（＞100m）是很好的，但在较低级别上，它只是向您指示计算已收敛的迹象。

过滤

像许多其他东西一样，尽量少做过滤是最好的。准确性过滤器应该能够消除大误差，如果您最终得到一个很好的阈值，则可以获得平滑的数据。

如果您为运行应用程序设置位置更改阈值，还可以获得一些好处。例如，跑步者只能在一定时间内覆盖一定的距离，通过设置上限阈值（Usain Bolt Cutoff），您应该能够删除错误点。问题在于，如果您的第一个点是错误的，则会删除所有其他点。

卡尔曼滤波器

卡尔曼滤波器是一个很好的解决方案，我已经在正在开发的导航应用程序上实现了它。结果非常合理，甚至可以在GPS不好或不可用的情况下进行有限的死推测。不幸的是，我不能分享源代码，但如果您决定采用这种方法，我可以给您一些指导。最好的结果来自6 DoF过滤器，其中您计算加速度和速度，并使用它来估计位置。这不是最简单的解决方案，但我们已经从中看到了良好的结果。

最小二乘法

卡尔曼滤波器非常棒，因为它可以实时用于过滤位置。它跟踪自己的状态，您无需存储旧位置。但另一方面，如果您想要后处理路线，则最小二乘拟合是最佳选择（Kalman是从LSQ公式派生出来的）。我没有做太多后处理，但我怀疑我可以找到一些旧教科书。然而，理论应该是相同的。

大多数GPS设备都非常好，从我所见过的所有测试中，我很少看到您在示例中看到的抖动。但是，一个很大的优点以及我实施卡尔曼滤波器的原因是，您的行驶距离和速度计算更加准确。

- John Carpenter

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问题在于，如果您的第一个点是错误的话，最终您将会删除所有其他点。这是一个经典问题，一直困扰着我。 - Richard Le Mesurier

Answer 2

您所获取的是因为您的标准将最佳提供商识别为NETWORK_PROVIDER。这并不确定您的位置，而是给出覆盖设备范围的基站的位置。因此，当您在任何建筑物外时，最好使用GPS_PROVIDER以获得精确的地理位置。您获取分散坐标的原因是因为您的设备进入另一个基站的范围，因此会发生位置跳跃。直接使用GPS_PROVIDER是您可以得到的最佳解决方案。

- kaushal trivedi

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我应该补充一下，由于Nitin的建议，我已经按照以下方式仅使用GPS进行实现： // GPS Reader LocationListener locationListener = new MyLocationListener(); LocationManager lm = (LocationManager) getSystemService(Context.LOCATION_SERVICE); lm.requestLocationUpdates(LocationManager.GPS_PROVIDER, 0, 0, locationListener);但问题仍然存在。 - eWizardII

谢谢你的建议，不幸的是由于考试的原因我没有及时关注我的Stack Overflow问题。但基本上我从这个网址上找到了一些提示：https://dev59.com/b-o6XIcBkEYKwwoYSCpJ，另外我也仔细研究了另一个程序的实现方法：https://github.com/marcfasel/LocationMapper。我相信问题出在我使用了其他类来处理位置管理器，我重新实现了他们的方式，去掉了这个类，现在一切似乎都正常工作了。现在需要优化电池寿命。谢谢大家！:) - eWizardII

非常感谢。解释简单明了，解决了我的问题。我一度认为需要使用卡尔曼滤波等方法重新过滤传入的数据，但最终发现只是位置数据提供者选择的问题。太好了！ - cedbeu

如果您使用Skobbler，请在调用requestLocationUpdates方法时，将NETWORK_PROVIDER和PASSIVE_PROVIDER禁用，并传入参数（true，false，false）。更多信息请参考SKCurrentPositionProvider文档：https://developer.skobbler.com/docs/android/2.1.0/com/skobbler/ngx/positioner/SKCurrentPositionProvider.html。 - cedbeu

Answer 3

一个简单的方法是丢弃任何旧的或不准确的数据，并保持经纬度的运行平均值。

private static final long WILDLY_OUT = 15;
private static final long TOO_OLD = 30000;
private static final long NO_SAMPLES = 5;

double lastLocationTime;

double calclongitude(Location location, double oldLongitude) {
    double newLongitude = oldLongitude;

    if (location.getAccuracy() < WILDLY_OUT) {
        newLongitude = (NO_SAMPLES * oldLongitude + location
                .getLongitude()) / (NO_SAMPLES + 1);
        lastLocationTime = System.currentTimeMillis();
    }

    if (lastLocationTime > TOO_OLD) {
        newLongitude = location.getLongitude();
    }

    return newLongitude;
}

同样的方法也适用于纬度。

- Justin Mclean

Answer 4

请查看Reto Meier的这篇文章（包含代码），它会给您提供许多值得思考的信息。您至少应该设置最小距离和时间参数。

lm.requestLocationUpdates(lm.getBestProvider(criteria, true), 5000, 20,
        locationListener);

此外，您可以组合几个提供商，以获得目前最佳的坐标。祝你好运！

- Evos

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我会再次尝试设置条件，看看会得到什么结果。 - eWizardII

我实施了您的建议，但仍然遇到GPS散点问题 - 请参见以下图像 - https://www.dropbox.com/s/ilsf8snao2no65e/gpsdata2.png 蓝色路径是真实路径 - 但红色是GPS记录的路径。 - eWizardII

这些坐标的准确性如何？您能在地图上绘制它吗？如果您愿意，您可以将您的Skype发送给我，我认为我可以帮助您解决这个问题。 - Evos